근위세뇨관은 여과된 물과 나트륨의 65%를 흡수하는 동시에, 체내 대사 산물과 일부 약물을 적극적으로 분비해 내보내는 이중 역할을 한다.
❶ 생각해 보셨나요?
콩팥에서 소변이 만들어지는 과정을 떠올리면, 여과된 것을 다시 흡수하는 장면이 먼저 그려진다. 그런데 여기서 한 가지 의문이 생긴다. 사구체에서 걸러지지 않은 물질, 즉 애초에 여과액에 포함되지 않은 것들은 어떻게 소변으로 나갈 수 있는가.
❷ 근위세뇨관이 대량 재흡수를 할 수 있는 이유는 구조에 있다
여과액이 처음 맞닥뜨리는 구간인 근위세뇨관(proximal tubule)은 내강 쪽 세포막이 밋밋하지 않고 솔 가장자리(brush border)라 불리는 미세한 돌기로 덮여 있다. 이 구조가 표면적을 약 20배 늘려 흡수 효율을 높인다. 관 자체도 꼬불꼬불하게 구성되어 여과액이 천천히 지나가도록 한다.
이 구간에서 재흡수되는 물질을 나열하면 다음과 같다.
- 나트륨, 염소(Cl⁻), 중탄산염(HCO₃⁻), 칼륨
- 물
- 포도당, 아미노산 (나트륨 농도 경사를 이용한 2차 능동수송)
포도당과 아미노산은 나트륨이 세포 안으로 들어오는 흐름에 편승해 함께 흡수된다. 스스로 에너지를 쓰지 않지만 Na-K-ATPase 펌프가 만들어 놓은 경사를 활용하므로 이를 2차 능동수송이라 한다.
중탄산염 재흡수는 조금 다른 방식으로 이루어진다. 세뇨관 세포가 수소 이온(H⁺)을 내강으로 분비하면, H⁺가 HCO₃⁻와 결합해 CO₂와 물로 전환된 뒤 세포 안으로 흡수된다. 수소 이온을 내보내는 것과 중탄산염을 흡수하는 것은 사실상 같은 과정이다.
❸ 한편 근위세뇨관은 체내 노폐물을 혈액에서 직접 뽑아 분비하기도 한다
재흡수와 반대 방향으로, 근위세뇨관은 혈관 쪽에서 내강 쪽으로 물질을 적극적으로 분비한다.
분비되는 물질은 주로 체내 대사 산물이다.
- 담즙산, 옥살산(oxalic acid), 요산(uric acid): 대사 최종 산물로 추가 배출이 필요한 것들
- 카테콜아민(catecholamine): 신경전달물질 대사산물
약물도 분비 대상이 된다. 페니실린(penicillin)은 근위세뇨관에서 빠르게 분비되어 치료 농도를 유지하기 어렵다. 이 때문에 정맥 주사를 짧은 간격으로 반복해야 한다.
para-aminohippuric acid(PAH)는 분비 속도가 매우 빨라, 콩팥을 지나는 혈장의 약 90%에서 곧바로 소변으로 빠져나간다. PAH 배출량을 측정하면 콩팥 혈류량(renal blood flow)을 간접적으로 추정할 수 있다.
❹ 결론적으로
근위세뇨관은 단순한 흡수관이 아니다. 여과액 속 유용 물질을 최대한 회수하는 동시에, 사구체 여과만으로 처리되지 않은 대사 산물과 약물을 혈액에서 직접 뽑아낸다. 재흡수와 분비가 같은 구간에서 동시에 작동한다.
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